一种光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，它将芳香醛类化合物、CF

Synthesis of difluoroalkyl substituted aromatic aldehydes under photocatalysis

【技术实现步骤摘要】
一种光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法
本专利技术涉及一种光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，具体为一种在光催化剂催化的情况下，由芳香醛类化合物在温和、绿色反应条件下合成二氟烷基取代芳香醛类化合物。
技术介绍
含氟有机化合物在功能材料、医药、农药等方面有着广泛的应用，因此发展向有机分子中高效、高选择性地引入氟原子和含氟片段一直是有机化学领域中的重要研究方向。氟烷基化反应主要利用各种氟烷基化试剂通过亲核反应、亲电反应和自由基反应三种形式实现。其中，芳烃的氟化和三氟甲基化反应在过去的几年中取得了突破性进展，然而，长期以来芳烃(尤其是缺电性芳烃)的二氟烷基化策略十分少见，急需进一步深入研究。2014年，有文献报道(Angew.Chem.Int.Ed.2014，53，1669–1673)用苯硼酸与溴化二氟甲基膦酸酯，溴化二氟乙酸酯和其他衍生物在钯催化下合成芳基二氟烷基化方法。该方法虽然可以高效的合成芳基二氟烷基化产物，但是需要预活化官能团，且反应温度高。2014年，Pannecoucke等人(J.Org.Chem.2014，79，7205)报道了铜催化的呋喃和苯并呋喃的二氟烷基化，但是反应需要在较高温度下进行。机理研究表明反应不受自由基抑制剂的影响，因此推测可能是通过CuI/CuIII催化循环进行的。次年，该课题组(Eur.J.Org.Chem.2015，1719–1726)首次报道了将CF2CO2Et部分直接引入富电子的芳烃中。2018年，赵等人(Angew.Chem.Int.Ed.2018，57，15597–15601)通过使用四(三苯基膦)钯作为催化剂和三苯基膦作为配体，开发出了一种实用且高度对位选择性的芳香族酮的C-H二氟甲基化。该反应是首次实现缺电子芳烃的直接二氟烷基化，缺点是使用温度过高。相比于其他芳烃类化合物，芳香醛类化合物醛基在较高反应温度及自由基反应中往往是不稳定的，这也是芳香醛类化合物的二氟烷基化反应无法用常规釜式热引发反应有效实现的主要原因。本专利技术在光催化的条件下，实现了缺电子芳香醛类化合物的直接二氟烷基化，具有反应温和、工艺简单、纯度及产率高等优点。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种操作简单、产物纯度高的二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法。所述的一种光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于在光催化剂、双齿类配体和碱存在下，式(II)所示的芳香醛类化合物和式(III)所示的CF2试剂溶于有机溶剂中，于光照条件下在5～80℃下反应5-72h，反应结束后，反应液经后处理得到式(I)所示的二氟烷基取代芳香醛类化合物：其中：R1为氢、C1-C8烷基、苄基、苯基、甲氧基、苯氧基、卤素、醛基、羧基、氰基；n为1、2、3或4；R2为酯基、酰胺基或膦酸酯基。其反应方程式如下：反应方程式中的反应介质为有机溶剂，其中式(I)对应的是产物二氟烷基取代的芳香醛类化合物。所述的光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于CF2试剂为一溴二氟乙酸乙酯(BrCF2COOEt)、(溴二氟甲基)膦酸二乙酯(BrCF2PO(OEt)2)、溴二氟酰胺类(BrCF2CONHPh、BrCF2CONC4H8、BrCF2CON(CH2CH3)2)，优选为一溴二氟乙酸乙酯(BrCF2COOEt)、溴二氟酰胺类(BrCF2CONHPh、BrCF2CONC4H8、BrCF2CON(CH2CH3)2)。所述的光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于光催化剂为Ru(bpy)3Cl3、Ir(ppy)3、玫瑰红、曙红Y、亚甲基蓝或罗丹明6G，优选为曙红Y、Ir(ppy)3或罗丹明6G。所述的光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于有机溶剂选自下列一种或任意几种的组合：DMF、二氯甲烷、氯代烷烃、乙腈、甲苯、乙醇、异丁醇、正丁醇、正己烷、正庚烷或DMSO。所述的光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于光照的光源为蓝光、白光或绿光，优选为蓝光。所述的光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于双齿类配体为乙二胺、2,2'-联吡啶、1,10-菲罗啉、4,4'-二叔丁基-2,2'-二吡啶、3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉、4,7-二苯基-1,10-菲罗啉，优选为2,2'-联吡啶、1,10-菲罗啉或4,4'-二叔丁基-2,2'-二吡啶。所述的光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于碱选自下列一种：NaOH、醋酸钾、二乙胺、三乙胺、碳酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、碳酸铯、醋酸钠、氟化铯或氢氧化锂。所述的光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于芳香醛类化合物、双齿类配体、CF2试剂、光催化剂及碱的物质的量比为1.0：0.01～1.0：1.0～8.0：0.001～0.4：1.0～6.0，优选为1.0：0.01～0.5：1.0～6.0：0.001～0.2：1.0～4.0。所述的光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于反应时间为5～30小时，反应温度为5～50℃。所述的光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于TLC跟踪用的展开剂为体积比为2：1～30:1的石油醚和乙酸乙酯混合溶剂。本专利技术具体推荐所述的二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法按照以下步骤进行：在装有磁力搅拌子的50mL圆底烧瓶中加入式(II)所示的芳香醛类化合物，相对式(II)所示的芳香醛类化合物物质量比为(0.001～0.2)的光催化剂和物质量比为(1.0～6.0)的式(III)所示的CF2试剂，加入相对芳香醛类化合物物质量比为(1.0～4.0)的碱，以及加入相对芳香醛类化合物物质量比为(0.01～0.5)的双齿类配体混合物溶解在较优的有机溶剂中，将混合物在3W的蓝光下照射，5℃～50℃下搅拌反应5～30小时，反应结束后混合物用水洗，将混合物用乙酸乙酯萃取，合并的有机层用无水Mg2SO4干燥并减压浓缩。使用正己烷/乙酸乙酯在硅胶柱上纯化粗产物，获得产物的纯品。本专利技术首次实现光催化下芳香醛类化合物的二氟烷基化，反应具有区域选择性高，底物适用范围广，操作简单，反应条件温和等优势。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。实施例12，2-二氟-2-(4-甲酰基苯基)乙酸乙酯(I-a)在装有磁力搅拌子的50mL圆底烧瓶中加入式(Ⅱ)所示的苯甲醛(43mg，0.4mmol)，Ir(ppy)3(13mg，0.02mmol)，1，10-菲罗啉(36mg，0.2mmol)，碳酸铯(521mg，1.6mmol)以及一溴二氟乙酸乙酯(162.4mg，0.8mmol)，向混合物中加入正庚烷(5mL)，将混合物在3W的蓝光照射，25℃下搅拌反应24小时，将反应混合物用饱和食盐水洗。将混合物用乙酸乙酯萃取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于在光催化剂、双齿类配体和碱存在下，式(II)所示的芳香醛类化合物和式(III)所示的CF

【技术特征摘要】
1.一种光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于在光催化剂、双齿类配体和碱存在下，式(II)所示的芳香醛类化合物和式(III)所示的CF2试剂溶于有机溶剂中，于光照条件下在5～80℃下反应5-72h，反应结束后，反应液经后处理得到式(I)所示的二氟烷基取代芳香醛类化合物：



其中：n为1、2、3或4，(R1)n表示取代基R1为单取代或多取代，R1各自独立选自氢、C1-C8烷基、苄基、苯基、甲氧基、苯氧基、卤素、醛基、羧基、氰基；R2为酯基、酰胺基或膦酸酯基。


2.根据权利要求1所述的光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于CF2试剂为一溴二氟乙酸乙酯、(溴二氟甲基)膦酸二乙酯或溴二氟酰胺类，CF2试剂优选为一溴二氟乙酸乙酯或溴二氟酰胺类，溴二氟酰胺类为BrCF2CONHPh、BrCF2CONC4H8或BrCF2CON(CH2CH3)2。


3.根据权利要求1所述的光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于光催化剂为Ru(bpy)3Cl3、Ir(ppy)3、玫瑰红、曙红Y、亚甲基蓝或罗丹明6G，优选为曙红Y、Ir(ppy)3或罗丹明6G。


4.根据权利要求1所述的光催化下二氟烷基取代芳香醛类化合物的合成方法，其特征在于有机溶剂选自下列一种或任意几种的组合：DMF、二氯甲烷、氯代烷烃、乙腈、甲苯、乙醇、异丁醇、正丁醇、正己烷、正庚烷或DMSO。


5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周嘉第，李坚军，王芳，林志豪，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33